摘要：近年来，随着风电场的迅速发展，受风雨天气的影响，我国风电场在集电线路使用中却出现了一些问题，使得一些线路经常出现雷击的情况，增加了风电场运行的不安全性。为此，风电场的工作人员必须要针对雷击问题，提出防雷措施，以避免雷击，保证线路的安全。本文就风电场35kV集电线路防雷改造新措施进行探讨，在介绍35kV集电线路的组成部分和雷击的原因，并提出了防雷改造新措施，以供参考。
关键词：风电场 35kV集电线路 防雷改造 新措施
在风电场的运行过程中，集电线路作为风电场的重要组成部分，影响风电场的安全运行。目前，集电线路由于在露天的环境中，线路非常容易受到自然因素的影响，雷击是一个关键的因素。一旦风电场的集电线路受到雷击，那么线路会出现跳闸、损坏等问题，影响风电场的运行。为此，为了保证风电场的良好运行，工作人员必须要采取防雷改造新措施，强化防雷力度，才能保证集电线路的安全。
一、风电场35kV集电线路的组成部分
就风电场来说，其集电线路主要是针对变电设备来说的，其主要由土石方工程、基础工程、杆塔工程、接地工程、架线工程及线路防护设施工程等组成。首先，就杆塔来说，按照材料分类，它主要分为铁塔和钢筋混凝土电杆；按照受力、杆塔的形式主要分为耐张杆塔、转角杆塔、终端杆塔及直线杆塔四种。为了避免杆塔下沉，就需要借助杆塔基础，通过浇筑混凝土来增强杆塔的牢固性。对于架线工程来说，这些导线大部分是钢芯铝绞线，地线多采用镀锌钢绞线或铝包钢绞线，一般情况下，35kV的集电线路主要是使用单根地线作为主要的防雷措施。另外，就线路中的绝缘子来说，它主要发挥着隔绝导线和杆塔的作用，目前，绝缘子主要分为钢化玻璃绝缘子、瓷质绝缘子和复合绝缘子三大类，风电场多采用玻璃钢化绝缘子和资质绝缘子。 而集电线路中的金具主要起着支持、固定、接续导地线的作用，它是连接导线、绝缘子、杆塔等部件的关键。其中，耐张线夹和悬垂线夹主要用于连接导线与绝缘子串；连接金具主要用于绝缘子之间的连接，形成绝缘子串；接续金具用于连接导线及跳线；防护金具主要起到均压、防振等作用。最后，为了保证线路避免受到雷击的影响，提高防雷水平，集电线路还需要借助接地装置。
二、风电场35kV集电线路遭到雷击的原因
2.1受风力的影响，使导线遭到雷击
就风电场35kV的集电线路来说，这些线路往往在室外区域，且大部分可能在山区等空旷的地方，为此，集电线路通常会受到风力的影响。而受风力的影响，使导线遭到雷击主要是由以下几个原因导致的。首先，风电场35kV的集电线路设计不合理，导致导线在风力的作用下，不断的左右摇摆，这样很容易和附近的线路发生放电。另外，杆塔上的导线跳线因预留弧垂过大，导致路线在风力作用下与塔身距离过近，击穿空气间隙放电。最后，在大雪或者冰雨天气下，导线随风摆动，这样非常容易使导线覆冰，一旦导线覆冰，且垂直线路风力过小时，导线会产生纵向波动，振幅可达几米，在这种情况下，导线中的金具和导线连接部位会发生金属疲劳，使导线断线等，这种情况下，就会产生问题。
2.2杆塔设计不合理，且接地电阻过高
就杆塔来说，它可以帮助集电线路进行架空，且保证线路正常运行。为了避免杆塔遭到雷击，杆塔的塔杆一般会连接避雷线，这样就可以将强大的雷电电流输送给大地，从而提高线路的防雷水平。但是，在这个过程中，接地线的电阻在防雷击的过程中会影响接地线的安全。一旦接地电阻过高，那么塔杆的引线处会产生巨大的反击电压，这个电压非常容易破坏线路或者设备。另外，杆塔在设计的过程中，选型和设计不合理，使得杆塔自身受风速和地理环境的影响，发生雷击。同时，杆塔选型过程中，使用的上字型铁塔和水平排列门型混凝土杆，导致T接至箱变线路换位后电气间隙无法满足要求，这也是造成雷击的重要原因。
2.3绝缘子存在不匹配问题，使得绝缘子污闪
就绝缘子来说，它可以实现线路的绝缘，且它具有较高的防雷水平。然而，在实际风电场35kV集电线路的使用过程中，绝缘子也存在一些问题，导致发生雷击事故。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆首先，绝缘子存在不匹配的问题。一旦绝缘子和变压器等连接不匹配，当线路遭到雷击时，强大的雷电流会在绝缘的薄弱点泄放，在避雷结束后，集电线路的电阻会增大，那么就导致变压器的一些设备出现损坏。另外，在风电场集电线路的故障中，绝缘子污闪是导致集电线路发生雷击停电的主要原因。而目前，35kV集电线路发生污闪的主要原因是绝缘子数量较少，绝缘水平较低，且有大面积的污、湿环境。污、湿环境的产生就是雷雨天气引起的，为此，在这种天气下，非常容易导致集电线路发生雷击，导致风电场停电。
三、提高风电场35kv集电线路防雷改造水平的有效措施
3.1严格检查导线的弧垂驰度，减少风力对线路的影响
为了减少风力对35kV集电线路的影响，首先，风电场的工作人员必须要定期检查导线的弧垂驰度，保障弧垂驰度的科学性，使弧垂驰度符合实际的要求，一旦发生线路较松时，就需要针对线路进行适当的调整，保障弧垂驰度的合理性。另外，工作人员必须要在盛风期，加大对集电线路的检查力度，提高维护意识，并在耐张杆塔或转角杆塔的外角侧挂设与其跳线驰度相吻合的绝缘子数量来控制路线左右摆动，避免集电线路由于左右摆动而发生线路放电的问题，最大程度上保障集电线路的安全，避免雷对线路的影响。
3.2保障杆塔设计的合理性，并降低杆塔接地电阻
为了保证集电线路的安全，提高其防雷击水平，工作人员必须要保障杆塔设计的合理性，并降低杆塔接地电阻。首先，工作人员在杆塔的设计阶段，就需要加大对设计图的审查力度，采用宜换位T接塔型或双回路塔型，确保T接线路段电气间隙满足要求。同时，工作人员还需要加强对地形起伏较大档距杆塔间高差的测量及降基面施工的处理，避免由于过开方而使基面下降引起导线对地距离不满足规程规范的要求。最后，工作人员必须要合理选择杆塔接地线的电阻，尽可能降低杆塔的接地电阻，提高线路的防雷水平。一般情况下，工作人员需要根据土壤的电阻，选择合理的接地装置。当土壤的电阻率在100Ω.m的情况下，可以杆塔自然接地，无需另设人工接地装置，但是当土壤电阻率过高时，必须要借助相关的接地装置，以保证接地线路的安全。
3.3保证绝缘子匹配，提高杆塔的绝缘水平
为了保证35kV集电线路的安全，提高防雷水平，工作人员必须要保证绝缘子匹配，提高杆塔的绝缘水平。首先，工作人员可以根据实际的雷电流情况，合理布局杆塔和避雷线，并对集电线路的雷电流进行逐级的释放，才能减少雷电流对线路的影响。同时，工作人员必须要保证绝缘子和变压器的匹配，合理选择绝缘子，才能避免雷电流对连接处的影响。另外，工作人员必须要对因地形原因没有设置避雷线的区域加以重视，采取主动式提前放电避雷针，最大可能保护集电线路，降低线路被雷击的概率。最后，工作人员还要提高绝缘子的绝缘水平，并根据杆塔之间的距离，合理计算其保护半径，选择合理的避雷线，才能最大可能避免雷击，提高防雷效果。
四、结束语
总而言之，受地形、天气等外在因素的影响，风电场35kV的集电线路非常容易受到雷电的影响，出现雷击事故。为了避免雷击事件的发生，提高防雷效果，针对风电场35kV集电线路，工作人员必须要严格检查导线的弧垂驰度，减少风力对线路的影响，保障杆塔设计的合理性，并降低杆塔接地电阻，保证绝缘子匹配，提高杆塔的绝缘水平，才能避免线路受到雷击，保证风电场的良好运行。
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论文作者:曹晔
论文发表刊物:《电力设备》2018年第31期
论文发表时间:2019/5/5
标签：杆塔论文; 绝缘子论文; 电线论文; 导线论文; 防雷论文; 线路论文; 风电场论文; 《电力设备》2018年第31期论文;